VINACHEM

Trong tương lai, việc đáp ứng nhu cầu lương thực thực phẩm vẫn sẽ là thách thức quan trọng đối với nhân loại. Ngày nay, sản xuất phân bón đã giúp cho ngành nông nghiệp cung cấp đủ lương thực thực phẩm cho gần 50% dân số toàn cầu, nhưng khoảng 10% người dân trên thế giới vẫn đang sống trong tình trạng thiếu dinh dưỡng. Trong khi đó, LHQ dự báo dân số thế giới sẽ tiếp tục tăng và đạt đến 8,6 tỷ người vào năm 2030 (tăng khoảng 1 tỷ người so với hiện nay). Nói một cách khác, nhân loại sẽ phải tìm cách để nuôi sống thêm mỗi năm số người bằng dân số của cả một quốc gia lớn như Đức.

Tại châu Âu, khác với nhiều khu vực khác trên thế giới, tình trạng thiếu dinh dưỡng không còn là mối lo ngại lớn, vì phần lớn nông dân ở đây đã sử dụng phân bón để tăng năng suất thu hoạch và tăng chất lượng nông sản. Thay vào đó, ngày nay châu Âu tập trung vào việc đáp ứng nhu cầu lương thực thực phẩm trong tương lai theo những phương thức bền vững hơn. Để có thể cung cấp cho người tiêu dùng ở đây những thực phẩm chất lượng cao, giàu dinh dưỡng, đa dạng và được sản xuất theo phương thức thân thiện môi trường, ngành nông nghiệp châu Âu cần có những chất dinh dưỡng cây trồng với chất lượng cao nhất cũng như phương thức quản lý các chất dinh dưỡng một cách tốt nhất.

Áp dụng công nghệ mới trong nông nghiệp

Phân bón vô cơ đang và sẽ tiếp tục là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng thiết yếu cho cây trồng, vì chúng giúp cân đối và bổ sung các nguồn chất dinh dưỡng hữu cơ, tạo điều kiện cho cây trồng phát triển tối ưu. Thách thức ở đây là cải thiện hiệu quả sử dụng phân bón và giải pháp nằm ở phương châm “áp dụng nhiều kiến thức hơn cho mỗi hecta cây trồng”. Nhưng trên thực tế thì điều đó có nghĩa là gì?

Một phần quan trọng của giải pháp trên là các sản phẩm phân bón tốt hơn và các sản phẩm chuyên dụng dành riêng cho các loại cây trồng cụ thể, trong đó các kiến thức mới nhất được kết hợp với các công nghệ tiên tiến. Chẳng hạn, đó là những công cụ có khả năng đánh giá nhu cầu phân bón của cây trồng theo thời gian thực trên đồng ruộng, kết hợp với GPS và các thiết bị thông minh, cho phép điều chỉnh liều lượng bón phân sao cho cây trồng sẽ nhận được chất dinh dưỡng theo nhu cầu. Triển vọng này cũng đòi hỏi những người nông dân làm việc chuyên nghiệp hơn và có kiến thức tốt hơn. Người nông dân sẽ cần phải tập trung ngày càng nhiều vào hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng và sẽ phải dựa vào ý kiến tư vấn chuyên môn, biết lập kế hoạch và sử dụng các công cụ cũng như công nghệ mới. Thực hành nông nghiệp chính xác mang đến những cơ hội lớn trong tương lai, vì nó cho phép người nông dân sử dụng phân bón ở những chỗ cần thiết và với liều lượng cần thiết, tối ưu hóa toàn bộ quá trình bón phân và tăng năng suất cây trồng.

Việc áp dụng kiến thức chuyên sâu cũng sẽ ảnh hưởng tích cực đến môi trường, khi việc bón phân tốt hơn và đúng mục đích hơn sẽ giúp cây trồng tăng trưởng tốt hơn, trong khi đó giảm thất thoát phân bón ra môi trường.

Sang thập niên 2030, người nông dân châu Âu có khả năng sẽ tập trung nhiều hơn nữa vào hoạt động sản xuất nông nghiệp chuyên môn hóa với các cây trồng giá trị cao, nhường lại hoạt động sản xuất nông sản hàng hóa khối lượng lớn cho các khu vực khác trên thế giới. Việc đó sẽ đòi hỏi phải có nhiều kiến thức hơn về sự hấp thụ chất dinh dưỡng của cây trồng, phải có các loại phân bón chuyên dụng hơn và phải có kiến thức về phương thức bón phân tốt nhất đối với những loại cây trồng đó.

Trong khi đó, công nghệ dựa trên các công cụ và thiết bị đo tại chỗ lượng hấp thụ chất dinh dưỡng ở cây trồng sẽ hỗ trợ cung cấp những kiến thức bậc cao hơn. Những công nghệ như vậy đáng tin cậy hơn và nhanh hơn việc đo hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất. Những giải pháp mới này sẽ cho phép điều chỉnh tỷ lệ bón phân theo thời gian thực, phân chia các đợt bón phân trong vụ mùa, giúp người nông dân bón phân theo nhu cầu cụ thể của cây trồng. Các dịch vụ và ý kiến tư vấn dựa trên các công cụ mới sẽ trở thành thành phần của việc cung cấp kiến thức cho người nông dân.

Sản xuất phân bón trong tương lai

Châu Âu đang có tham vọng dẫn đầu trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu toàn cầu. Ngày 28.11.2018, ủy ban châu Âu đã công bố chiến lược môi trường mới với mục tiêu đạt đến nền kinh tế không phát thải vào năm 2050. Đây là thách thức lớn đối với ngành sản xuất phân bón tại đây, khi mà sản xuất phân đạm đang phải dựa trên khí thiên nhiên và tiêu hao nhiều năng lượng. Trước đó, ngành sản xuất phân bón châu Âu đã phải chịu tác động của Sơ đồ giao dịch phát thải EU (ETS). Yêu cầu giảm tiếp phát thải cacbon sẽ ảnh hưởng đến ngành sản xuất này theo nhiều cách khác nhau.

Tuy nhiên, ngành sản xuất amoniăc của EU có thể trở thành thành phần quan trọng của quá trình chuyển đổi theo hướng giảm phát thải cacbon và đóng vai trò quan trọng trong xu hướng lưu trữ năng lượng - một lĩnh vực đang phát triển nhanh. Tuy rất khó hình dung sản xuất phân đạm không phát thải khí CO₂ nếu không sử dụng rộng rãi các thiết bị thu giữ và lưu trữ CO₂, nhưng với những tiến bộ công nghệ ngày nay thì triển vọng tương lai đó là khả thi và hoàn toàn có thể trở thành sự thực.

Ngành sản xuất phân đạm là lĩnh vực sản xuất amoniăc chủ yếu ở châu Âu và có khả năng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ, vận chuyển cũng như chuyển đổi sang năng lượng xanh dựa trên hydro, vì amoniăc là mắt xích còn thiếu trong quá trình chuyển đổi năng lượng sắp tới. Do đó, xu hướng sản xuất amoniăc một cách linh hoạt hơn được dự báo sẽ trở thành tiêu chuẩn trong tương lai.

Ngành sản xuất phân bón châu Âu cũng sẽ đứng trước đòi hỏi cung cấp các loại phân bón tốt hơn và phân bón chuyên dụng dành cho các loại cây trồng cụ thể. Các công ty trong ngành sẽ phải tăng cường các nỗ lực đổi mới và phát triển sản phẩm, sẵn sàng tận dụng những lợi thế về khoa học và công nghệ mới để áp dụng cho sự phát triển của cây trồng.

Các nhà sản xuất phân bón châu Âu sẽ tiếp tục tìm cách tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn lực, tìm kiếm các phương pháp mới và hiệu quả hơn nhằm mục đích tái chế nhiều sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất, chuyển hóa chúng thành những chất dinh dưỡng có giá trị cho cây trồng. Ngành sản xuất phân bón sẽ tìm cách sử dụng năng lượng và nguyên liệu dư thừa từ các nhà máy sản xuất phân bón cũng như các nhà máy sản xuất khác. Xu hướng hiệp lực giữa sản xuất phân bón và các lĩnh vực sản xuất khác, ví dụ sản xuất nylon, sẽ tiếp tục.

Triển vọng dài hạn

Sang thập niên 2050, amoniăc - nguyên liệu quan trọng cho sản xuất phân bón - có thể sẽ được sản xuất từ hydro “xanh” thu được trong quá trình điện phân nước nhờ nguồn điện tái tạo (năng lượng xanh).

Khí hydro sẽ được sản xuất ở những địa điểm thuận lợi nhất với các nguồn năng lượng tái tạo dồi dào (điện Mặt Trời, phong điện và các dạng năng lượng xanh khác). Amoniăc có thể được sản xuất gần những địa điểm đó, vì hóa chất này là phương tiện lưu trữ hydro có hiệu quả nhất hiện nay. Nhưng amoniăc cũng có thể được sản xuất tại các địa điểm sản xuất đã có, được kết nối với hệ thống cung cấp hydro qua mạng lưới ống dẫn khí thiên nhiên trước đây.

Nếu kịch bản nói trên diễn ra, amoniăc sẽ được sử dụng chủ yếu cho mục đích lưu trữ năng lượng và có khả năng sẽ thay thế khí thiên nhiên hóa lỏng trên thị trường vận chuyển năng lượng. Tiêu thụ amoniăc cho ngành phân bón sẽ chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ hơn trong tiêu thụ amoniăc toàn cầu. Sản xuất amoniăc để cung cấp nguyên liệu cho sản xuất phân bón sẽ không đòi hỏi phải thực hiện ở các nhà máy quy mô lớn. Các nhà máy sản xuất có thể nhỏ hơn nhiều và nằm gần các khu vực nông nghiệp quan trọng. Những khu vực nông nghiệp đó sẽ không phụ thuộc vào nguồn cung khí giá rẻ mà sẽ được xác định theo khí hậu, chất lượng đất, nguồn cung nước tưới tiêu.

Trong tương lai, EU vẫn cần nhập khẩu những nguyên liệu như quặng phốtphat và kali để sản xuất các loại phân bón quan trọng khác. Tuy nhiên với việc triển khai nền kinh tế tuần hoàn, đến năm 2050 các nước EU có thể sẽ có nguồn cung quan trọng các nguyên liệu kali và phốtphat. Ví dụ, các nhà máy xử lý nước thải có thể thu hồi các chất dinh dưỡng giá trị cao và cung cấp cho sản xuất phân bón.

Nếu sản xuất amoniăc xanh phát triển mạnh và tạo nguồn cung dồi dào thì có thể thay thế cho sản xuất amoniăc dựa trên khí thiên nhiên. Quá trình này cũng có thể dẫn đến kết quả là sản xuất urê bị loại bỏ do sẽ không còn nguồn cung CO₂ cần thiết cho sản xuất urê. Đây là xu hướng phát triển sẽ củng cố tiếp cho lĩnh vực sản xuất phân bón amoni nitrat ở châu Âu. Sẽ có nhiều loại phân bón amoni nitrat được sản xuất để bổ sung cho phân trộn hữu cơ và phân xanh.

Từ kế hoạch đến thực tế

Trong khi EU tham vọng trở thành khu vực đi đầu về sản xuất nông nghiệp bền vững, ngành sản xuất phân bón châu Âu cam kết sẽ đóng góp cho mục đích này bằng cách đóng vai trò quan trọng trong chuỗi sản xuất lương thực thực phẩm, cung cấp các giải pháp đổi mới về dinh dưỡng cây trồng để giúp người nông dân châu Âu đáp ứng nhu cầu lương thực thực phẩm trong tương lai theo cách bền vững.

EU cũng đang tiến lên phía trước với kế hoạch loại bỏ phát thải cacbon của nền kinh tế. Ngành sản xuất phân bón châu Âu dựa trên khí thiên nhiên và ngày nay đang vận hành những cơ sở sản xuất có hiệu quả năng lượng cao nhất trên thế giới. Dưới góc độ khí hậu toàn cầu, mỗi tấn phân bón sản xuất ở châu Âu sẽ giúp giảm phát thải CO₂ trên toàn thế giới. Nhưng ngành sản xuất phân bón châu Âu có thể làm hơn thế. Về dài hạn, ngành sản xuất này có thể đóng chức năng then chốt trong việc thực hiện một nền kinh tế hydro, dẫn đến một tương lai bền vững và thân thiện môi trường cho sản xuất phân bón trên thế giới.

TN

Theo World Fertilizer, 2/2019